本文關鍵詞：網(wǎng)絡通信在基于LabVIEW虛擬儀器仿真系統(tǒng)中的應用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

劉艷莉,等:網(wǎng)絡通信在基于LabVIEW虛擬儀器仿真系統(tǒng)中的應用

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基礎上形成虛擬儀器實驗室。與傳統(tǒng)的實驗室相比,虛擬儀器實驗室在實踐教學中具有顯著優(yōu)勢。1.1 減少實驗設備資金的投入

首先,可以在一臺計算機上實現(xiàn)多通道示波器、電壓表、電流表、頻譜分析儀、任意函數(shù)發(fā)生器、數(shù)據(jù)記錄儀、多種形式的濾波器的功能,大大節(jié)約了儀器成本。其次,傳統(tǒng)儀器維護費用高,需要消耗大量的人力、物力,而虛擬儀器基于軟件的體系結構,大大節(jié)省了開發(fā)和維護的費用,降低了實物的損耗。

1.2 有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和自主設計能力

在虛擬實驗室,學生可以根據(jù)自己的興趣愛好,自主完成實驗項目的前期設計、調(diào)試,而不受儀器設備和元器件的限制,同時也不用擔心實驗的失敗對人身和設備造成的損壞。學生通過用戶界面可以實現(xiàn)對實驗設備的實時/控制0,實驗的結果也可以實時地傳送到用戶界面上,這樣學生就會覺得和做真實的實驗沒有太大的區(qū)別。另外,這種實驗給每個學生一定的發(fā)揮余地,比如可以改變實驗策略并觀察相應的實驗結果,甚至可以親自編制用戶界面,以達到更佳的效果,利于個性化培養(yǎng)。

1.3 提供了開放式實踐教學環(huán)境

虛擬儀器實驗室提供了一個以個性化學習與交互式資源共享相結合的開放式實踐教學環(huán)境,利用虛擬儀器數(shù)字化的特點,加以網(wǎng)絡傳輸,可實現(xiàn)虛擬儀器資源共享,同時也為多人協(xié)同進行大型實驗提供了條件[3]。實驗者可不受時間和地點的限制,在任何網(wǎng)絡終端上完成實驗,這是傳統(tǒng)實驗模式難以實現(xiàn)的。1.4 便于開放式教學管理

開放式實驗教學模式并不等于對學生放手不管。虛擬儀器實驗系統(tǒng)的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳送功能,將每個學生的實驗過程準確地記錄下來,且實驗之后有意見或建議反饋,以檢驗實驗的效果。指導教師通過計算機監(jiān)控實驗過程,可以同時管理幾十個學生做實驗。

(1)開放、靈活,可與計算機技術和電子器件的發(fā)展保持同步;

(2)能進行數(shù)據(jù)的處理、分析、統(tǒng)計及曲線、圖形、圖像顯示;

(3)可產(chǎn)生標準的正弦波、三角波、鋸齒波、矩形波和方波等,其幅值、頻率、占空比均可調(diào)節(jié);

(4)能通過網(wǎng)絡進行實驗數(shù)據(jù)的傳遞,使教師通過計算機監(jiān)控實驗過程,了解學生的實驗進展情況;

(5)實驗結束后,可立即打印實驗數(shù)據(jù),使教師能及時掌握學生的實驗情況,對于實驗中的錯誤及時給予糾正,不把問題帶出實驗室,杜絕學生相互抄襲數(shù)據(jù)現(xiàn)象發(fā)生。2.2 系統(tǒng)總體結構

LabVIEW7.0Express提供的通信功能,使得用戶可以很容易地編寫出具有強大網(wǎng)絡通信能力的LabVIEW應用軟件,實現(xiàn)虛擬實驗室資源共享[5]。LabVIEW支持TCP/IP協(xié)議、UDP協(xié)議等,而且NI公司還開發(fā)了一種DataSocket技術,大大簡化,甚至免除了網(wǎng)絡通信編程,用戶使用這種技術可以很容易地在互聯(lián)網(wǎng)上實現(xiàn)高速實時數(shù)據(jù)交換。另外Lab-VIEW還具有遠程面板訪問技術,用戶可以在互聯(lián)網(wǎng)上直接控制位于遠端服務器上的VI前面板[6]。2.2.1 系統(tǒng)結構

為具體實現(xiàn)/電工電子虛擬儀器仿真系統(tǒng)0的網(wǎng)絡系統(tǒng),首先定義網(wǎng)絡模型。模型采用客戶機/服務器(C/S)網(wǎng)絡模式,該模式具有運行效率高、數(shù)據(jù)完整可靠、開放性好、兼容性強等特點。/電工電子虛擬儀器仿真系統(tǒng)0的系統(tǒng)結構如圖1所示。

2 網(wǎng)絡通信在基于LabVIEW的實驗教學系

統(tǒng)中的應用

虛擬網(wǎng)絡實驗室的出現(xiàn)給高校實驗室建設帶來了全新的理念,也給學生提供了一種全新的學習和實踐環(huán)境,但實現(xiàn)對多組學生實驗過程的管理也成為網(wǎng)絡教學的一個重要課題。美國國家儀器公司(NI)開發(fā)的LabVIEW7.0Express軟件提供了強大的網(wǎng)絡通信功能,使結合數(shù)據(jù)庫技術開發(fā)的/電工電子虛擬儀器仿真系統(tǒng)0解決了多組實驗監(jiān)控和管理的問題。2.1 系統(tǒng)設計原則

基于LabVIEW的/電工電子虛擬儀器仿真系統(tǒng)0

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圖1 電工電子虛擬儀器仿真系統(tǒng)結構圖

系統(tǒng)中服務器用于監(jiān)視客戶端的實驗情況,并把學生的實驗數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中;客戶端則具體實現(xiàn)電工電子實驗,并把實驗數(shù)據(jù)發(fā)送到服務器。學生若有疑問還可以通過系統(tǒng)中的聊天器與教師進行交流。

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